Quanto mais alto você está quando pula, mais dói quando você bate no chão. Mas na verdade há uma velocidade máxima que você alcança, onde a aceleração da gravidade da Terra é equilibrada pela resistência do ar da atmosfera. A velocidade máxima é chamada velocidade terminal.
A velocidade da velocidade terminal muda de acordo com o peso do objeto em queda, sua área de superfície e o que está caindo. Por exemplo, uma pena não pesa muito e apresenta uma área de superfície muito grande ao ar quando cai. Portanto, sua velocidade de velocidade terminal é muito mais lenta que uma rocha com o mesmo peso. É por isso que uma formiga pode cair de um prédio alto e pousar ilesa, enquanto uma queda semelhante o mataria. Lembre-se de que esse processo ocorre em qualquer gás ou fluido. Portanto, a velocidade terminal define a velocidade que uma rocha afunda quando você a joga na água.
Então, digamos que você é um pára-quedista pulando de um avião. Qual é a velocidade mais rápida que você vai? A velocidade terminal de um para-quedista em uma posição de queda livre, onde está caindo de barriga para a Terra é de cerca de 195 km / h (122 mph). Mas eles podem aumentar sua velocidade tremendamente, orientando a cabeça em direção à Terra - mergulhando em direção ao solo. Nesta posição, a velocidade do pára-quedista aumenta para mais de 400 km / h.
O recorde mundial de velocidade de paraquedismo é mantido por Joseph Kittinger, que conseguiu cair a uma velocidade de 988 km / h, orientando seu corpo adequadamente e pulando em grandes altitudes, onde há menos resistência ao vento.
A gravidade da Terra atrai você com uma aceleração constante de 9,81 metros / segundo. Sem resistência ao vento, você cai 9,81 metros / segundo mais rápido a cada segundo. 9,81 metros / segundo no primeiro segundo, 19,62 metros / segundo no segundo seguinte, etc.
A força oposta da atmosfera é chamada de arrasto. E a quantidade de força de arrasto aumenta aproximadamente proporcional ao quadrado da velocidade. Portanto, se você dobrar sua velocidade, experimentará um quadrado da força de arrasto. Como a força de arrasto está subindo muito mais rapidamente que a aceleração constante, você finalmente alcança um equilíbrio perfeito entre a força da gravidade e a força de arraste do que quer que esteja passando.
Fora da atmosfera da Terra, porém, não há velocidade terminal. Você continuará acelerando até encontrar o que está puxando você.
Escrevemos muitos artigos sobre a velocidade terminal para a Space Magazine. Aqui está um artigo com a definição de velocidade e um artigo sobre o participante do X-Prize concluindo o teste de queda
Se você quiser obter mais informações sobre a velocidade do terminal, confira uma palestra sobre velocidade do terminal e aqui está um link para um artigo da NASA intitulado The Way Things Fall.
Também gravamos um episódio inteiro do Astronomy Cast, sobre Gravidade. Ouça aqui, episódio 102: Gravity.
Fontes:
NASA
Wikipedia
GSU Hyperphysics
